Zeitabhängiges Last-Verformungsverhalten von Gründungen unter Wechselbeanspruchung im überkonsolidierten Ton

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Oliver Reul
• Fachliche Zuordnung: Geotechnik, Wasserbau
• Förderung: Förderung von 2021 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 457580302

Im Zusammenhang mit der Modernisierung und Revitalisierung von Bestandsbauwerken sind insbesondere im innerstädtischen Bereich zunehmend komplexe Aufgabenstellungen wie z. B. die Wiedernutzung von vorhandenen Gründungskörpern zu bearbeiten. Eine zutreffende Prognose des Last-Setzungsverhaltens von Bestandsgründungen ist dabei besonders dann von Bedeutung, wenn bestehende und neue Gründungselemente kombiniert werden sollen. Um durch die Kopplung von Bestandsgründungen mit Neubauten weitergehendes Optimierungspotential ausschöpfen zu können, muss daher in verstärktem Maße auch das zeitabhängige Verformungsverhalten von Gründungen berücksichtigt werden. An die Modellierung des Baugrunds sind somit hohe Anforderungen zu stellen, da bei bindigen Böden sowohl Konsolidationsvorgänge als auch das zeitabhängige Materialverhalten (Kriechen) realistisch erfasst werden müssen.Neben dem zeitabhängigen Verformungsverhalten des Bodens sowie veränderlichen Bauwerkslasten aus Abbruch- und Wiederaufbauphasen beeinflussen auch Baumaßnahmen im Umfeld das Langzeit-Verformungsverhalten von Gründungen. Insbesondere benachbarte Grundwasserhaltungen und die damit einhergehenden Veränderungen des Grundwasserspiegels sind dafür verantwortlich, dass Gründungen im innerstädtischen Bereich einer Wechselbeanspruchung ausgesetzt sind, die aus der Veränderung des Auftriebs und der effektiven Spannungen im Baugrund resultiert. Im Fokus des geplanten Forschungsvorhabens steht das Langzeit-Verformungsverhalten von Flächengründungen und Kombinierten Pfahl-Plattengründungen im überkonsolidierten Ton, wobei u.a. auf über mehrere Jahrzehnte reichende Messungen an Gründungen in Frankfurt am Main zurück-gegriffen werden soll. Zudem sind Zentrifugenmodellversuche und gekoppelte Strömungs- und Verformungsberechnungen mit der Finite Elemente Methode vorgesehen, wobei das zeitabhängige Materialverhalten des Bodens mittels visko-hypoplastischer Stoffmodelle abgebildet werden soll. Ziel des Vorhabens ist es, das Tragverhalten hochbelasteter Gründungen unter Wechselbeanspru-chungen zu untersuchen und die Auswirkungen auf das Langzeitverhalten unter Berücksichtigung von Konsolidation und Kriechen qualitativ und quantitativ zu erfassen.Im Einzelnen sollen folgende Fragestellungen geklärt werden:- Wie wirken sich Wechselbeanspruchungen auf die Kriechverformungen von Gründungen aus.- In welchem Umfang beeinflussen Kriechverformungen die Steifigkeit von Gründungen bei nach-folgenden Belastungsphasen. - Zeigen Flächengründungen und Kombinierte Pfahl-Plattengründungen ein unterschiedliches Zeit-Setzungsverhalten.- Wie wirken sich Wechselbeanspruchungen, Konsolidation und Kriechen bei Kombinierten Pfahl-Plattengründungen auf die Lastverteilung zwischen Pfählen und Fundamentplatte aus.- Wie wirken sich Wechselbeanspruchungen, Konsolidation und Kriechen auf die in der Ingenieurpraxis gebräuchlichen Bemessungskennwerte, nämlich Bettungsmoduln und Pfahlfedersteifigkeiten, aus.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen